Měřicí systémy. Obsah. Systémy složené z autonomních měřicích přístrojů a modulů Sériová rozhraní. Sériová rozhraní - pokračování 1

Transkript

1 Literatura: Měřicí systémy Haasz,V.-Roztočil,J.-Novák,J.: Číslicové měřicí systémy.vydavatelství ČVUT, Praha Obsah Úvod Systémy složené z autonomních přístrojů a modulů Seriová rozhraní Paralelní rozhraní Architektury na bázi sběrnice ISA a PCI Modulární systémy CompactPCI a systémy Systémy VME a Diskuse Systémy složené z autonomních měřicích přístrojů a modulů Sériová rozhraní RS-232: topologie bod-bod max. 115 kb/s, 2 zařízení, délka 15 m dle standardu (v praxi až 100 m); rozhraní určeno pro připojení jednoduchých periferií osobních počítačů (tiskárna, myš) a měřicích přístrojů USB (Universal Serial Bus): stromová topologie; 12 Mb/s (480Mb/s pro USB2.0), max. 127 zařízení, 5 m mezi zařízeními; speciální 4-vodičový kabel; náhrada RS-232 Sériová rozhraní - pokračování 1 IEEE 1394 (Firewire): stromová topologie; 400 Mb/s, 63 zařízení; 5 m mezi zařízeními; max. délka 72 m; speciální 6-vodičový kabel; určena pro připojení periferií náročných na objem a rychlost přenášených dat (digitální kamery, video; propojení systému a externího PC) RS-485: sběrnicová topologie max. 10 Mb/s, 31 zařízení, max. délka 1200 m bez opakovačů (repeaters); délka*rychlost= 100 m Mb/s; kabel typu kroucený dvoudrát ; sběrnice určena pro průmyslové aplikace (FIELDBUS) Sériová rozhraní - pokračování 2 Sériová rozhraní - pokračování 3 Ethernet - topologie sběrnice (10Base-2) nebo hvězda (10Base-T, 100Base-TX) 10Base-2 klasický Ethernet (koaxiální kabel); 10 Mb/s; max. délka sběrnice185 m 10BaseT max. 10 Mb/s; kroucený dvoudrát, délka max. 100 m 100Base-TX max. 100 Mb/s; kroucený dvoudrát, délka max. 100 m Ethernet je základem měřicích systémů LXI = LAN extension for Instrumentation Typicky používán pro sítě LAN+průmyslové sběrnice, ale nachází uplatnění i v měřicích systémech (LXI).

2 Paralelní rozhraní IEEE 488 (GPIB) max. 1 MB/s, 14 devices, max. 20 m, 2 m mezi zařízeními (typická sběrnice laboratorních měřicích systemů) HS488 (high speed GPIB protocol) max. 8 MB/s (2 zařízení, 2 m) nebo 1.5 MB/s (14 zařízení, 15 m) IEEE 1284 (EPP Enhanced Parallel Port) PC parallel port MXI - max. 40 MB/s (typicky použito pro propojení PC a systému) Centralizované systémy Systémy na bázi sběrnice ISA a PCI Modulární systémy - Systémy VME a - CompactPCI a systémy Měřicí systémy na bázi PC ISA Bus starší typ interní sběrnice osobních počítačů standardu IBM PC 16-bitová datová sběrnice, 24-bitová adresová sběrnice 8 MB/s max. přenosová rychlost PC/104 průmyslová stavebnicová verze desek s ISA sběrnicí Standard PCI Bus PCI = Component Interconnect Základní taktovací frekvence 25 až 33 MHz resp. 66 MHz 32 nebo 64-bitové přenosy dat (132/264 resp. 528 MB/s) max. zátěž 10 PCI zařízení na sběrnici - externí PCI zařízení přestavují dvojnásobnou zátěž; rozšíření (sekundární sběrnice) možné pomocí PCI-PCI mostů (bridges) napájení 3.3 V nebo 5.0 V podpora Plug and Play PCI sběrnice je základem pro nové sběrnicové architektury PC Card Standard rev PC Card Standard Používá se se nejčastěji u přenosných počítačů; k interní sběrnici počítače (ISA nebo PCI) připojena přes můstek (bridge) CardBus Compact PCI PMC PC/104+ Zahrnuje: 16-bit PC Card - PCMCIA 2.1; ISA sběrnice; přenosová rychlost 20 MB/s PC Card Bus - 32-bitová sběrnice PCI; 132 MB/s

3 Další varianty sběrnice PCI PMC = PCI Mezzanine Card rozšiřující moduly pro VME,, CompactPCI, PC-104 Plus průmyslová stavebnicová verze desek s PCI sběrnicí Modulární systémy VME (přenosová rychlost 40 MB/s) Compact PCI (přenosová rychlost 132 MB/s) MXI-2 LabVIEW Multifunction I/O LabWindows/CVI Příklad modulárního systému GPIB IMAQ Digital I/O BridgeVIEW Otevřený sběrnicový systém (open bus standard) bus System Specification udržovaný konsorciem bus Consortium systém se skládá z rámu (mainframe) a modulů v jednotlivých slotech (kontrolér je umístěn ve slotu 0) mainframe obsahuje pasivní sběrnici, napájecí zdroje a aktivní chlazení 4 velikosti modulů A,B,C,D definovány požadavky na EMC max. přenosová rychlost 40 MB/s - příklad rámu (mainframe) velikosti C Příklad kontroléru - modul velikosti C

4 - pokračování CompactPCI CI bus = VME bus (Data Transfer Bus = 32-bit address and 32-bit data bus + control &handshaking signals, Arbitration Bus, Priority Interrupt Bus, Utility Bus) clock and synchronization lines, trigger lines, Local Bus, SUMBUS, STAR bus, MODID lines 4 třídy bus zařízení register based, message based, memory and extended devices definovaný komunikační protokol Word Serial Protocol (pro zařízení založené na zprávách ) navržena firmou Ziatech Corp. specifikace je udržována skupinou PICMG (PCI Industrial Computer Manufacturers Group) pasivní PCI sběrnice je umístěna na zadní straně rámu velikosti 3U nebo 6U Velikosti modulů Konektory 3U is core form factor 6U extensions 3U 6U Definovány standardem IEC-1076 J1 and J2 for 3U J3-J5 for 6U J1 J2 = PCI extensions for Instrumentation navržen firmou National Instruments Upravený standard CompactPCI: rozšíření sběrnice PCI požadavky na chlazení uvnitř rámu požadavky na SW podporu

5 Schéma sběrnice Star trigger SW aspekty 10 MHz CLK Kontrolér musí podporovat rámce: System controller Star trigger controller Local Bus - Windows NT - Windows 95 Každé zařízení by mělo být dodáváno s Win32 ovladačem 132 Mb/s, 33 MHz, 32-bit computer bus Trigger bus (RTSI, 20MHz) Musí být implementována podpora VISA knihovny Electrical Software Možnosti spolupráce, VME, GPIB a chassis chassis Price vs. Performance GPIB INSTRUMENT Price MXI GPIB or VME chassis peripheral Carrier Desktop PC Modular instrumentation for mainstream users peripheral card Performance